Credit: NASA's Goddard Space Flight Center
Il Parco Nazionale di Yellowstone si trova sulla cima di un vasto e antico vulcano, ancora attivo. Il calore è riversato fuori dalla sua camera magmatica sotterranea, ed è il carburante per le attività molto famose di Yellowstone, ossia oltre 10.000 sorgenti di acqua calda, vasi di fango, terrazze e geyser, tra cui l’Old Faithul, uno dei geyser più famosi al mondo. Proprio quest’ultimo potrebbe essere defraudato dalla sua energia. Un rapporto ha anche notato un cambiamento nell’attività geologica del parco, ed il terreno nei pressi della stazione di registrazione Lago Bianco si è gonfiato di 25 centimetri, mentre oltre 3.200 terremoti hanno scosso il parco nel 2010 – la più grande concentrazione di scosse registrate dal 1985. Tutto questo però non si sa da dove possa arrivare e resta un fitto mistero da chiarire. Nell’arco di quattro mesi del 2010, Yellowstone inoltre, ha subito uno sciame di 2.500 terremoti – “più terremoti della norma di qualsiasi periodo di tempo.” Il tremore è variato fino a magnitudo 3,8, che è stato registrato il 20 gennaio scorso. L’attività del vulcano quindi sta pian pianino aumentando.
Credit: Shannon Savage
Il National Park Service, che ha il compito di monitorare e proteggere il paesaggio unico di Yellowstone, ha sollevato varie questioni, finanziando quindi un nuovo studio per applicare una nuova prospettiva al problema del monitoraggio dell’energia geotermica. Il nuovo lavoro è stato presentato alla American Geophysical Union, una conferenza svoltasi Venerdì 9 Dicembre a San Francisco. Lawrence eSavage, i ricercatori e autori dello studio, hanno utilizzato la luce visibile e sensibile al calore dei datiLandsat per avere una visione ampia dell’attività geotermica del parco. Il loro progetto è parte di un nuovo piano di monitoraggio del parco nel 2005. Il piano utilizza il telerilevamento aereo e la ricognizione per osservare i cambiamenti geotermici in tutto il parco di Yellowstone in modo sistematico e scientifico. In passato, gli studi scientifici sul terreno tendevano a concentrarsi sulle caratteristiche individuali, e la stima unica veniva derivata da un prodotto chimico di sistemi geotermici che compare nel sistema fluviale. Ma con la diversa tecnologia disponibile oggi, il parco vuole espandere le opzioni di monitoraggio. Per capire il sistema geotermico di Yellowstone, “dobbiamo iniziare a guardare la foresta e non i singoli alberi“, dice Jawrorski. E un modo è quello di ottenere una visuale completa dallo spazio. I satelliti Landsat hanno raccolto una quantità enorme di dati dalla superficie terrestre in questi decenni. Una singola immagine può catturare il complesso del parco, ed i dati raccolti rappresentano molto più che una bella immagine. Oltre a misurare la luce visibile nello spettro elettromagnetico, i satelliti hanno ciascuno uno strumento che rileva le onde nella banda termica. La terra irradia calore per tutto il tempo perché è riscaldata dal Sole. Come una spugna, il terreno assorbe l’energia solare, e come quando si spreme per far defluire l’acqua in eccesso, la Terra riemette parte di tale energia solare in una quantità maggiore nello spazio. Ma a Yellowstone, l’energia totale raccolta dal satellite include l’energia prodotta dalla Terra stessa, l’energia geotermica. “E ‘molto difficile prendere in giro l’energia geotermica“, dice Lawrence. La quantità di energia solare riemessa dipende dalla temperatura dell’aria, dalla copertura vegetale, e dall’umidità del terreno tra le altre variabili, e l’energia geotermica è solo una piccola frazione del totale.
Il parco di Yellowstone
Per stimare i cambiamenti nel sistema geotermico, Lawrence e Savage hanno guardato indietro nel tempo e hanno selezionato un’immagine all’anno, dal 1986 al 2007 (con poche lacune a causa di giornate nuvolose). Poichè gli effetti solari variano di anno in anno e con le condizioni atmosferiche, hanno sottratto il calore medio emesso dalla superficie di Yellowstone per ogni anno. I cambiamenti osservati di anno in anno sarebbero quindi imputabili principalmente ai cambiamenti geotermici. Gli scienziati hanno poi confrontato le immagini con i noti eventi geotermici durante quel periodo di tempo. Le Terrazze Minerva nel bacino del Mammoth è stato uno di quegli eventi geotermici. Nel 1998, acqua bollente traboccava i gradoni della Minerva, depositando calcite sul volto di ogni terrazza. Organismi termofili colorati si resero visibili in superficie, con dozzine di sfumature rosa, gialle e verdi. Un anno dopo, le Terrazze sono divenute un’area fantasma. “Non c’era vapore, nessun colore, e poi ha iniziato sgretolarsi perché la calcite era molto morbida“, dice Savage. L’ecosistema colorato di Minerva è crollato quando l’acqua calda smesso di scorrere. Non tutti questi cambiamenti erano attesi. Un escursionista solitario su una passerella al geyser Jewel, ha scattato una foto durante un’esplosione geotermica. Ma nei dati Landsat, dove gli scienziati si sarebbero aspettati più calore, la temperatura in realtà è andata giù, poi è tornata su poco dopo. I dati satellitari a disposizione possono valutare i grandi cambiamenti in atto, ma non sapere necessariamente cosa stia accadendo o dove. I Pixels Landsat termici utilizzati in questo studio misurano 120 metri di lato, molto più grandi di molti dei punti di riferimento geotermici di Yellowstone, molti dei quali possono essere più piccoli di un metro. Questa dimensione dei pixel relativamente grandi è uno dei fattori limitanti sull’utilità Landsat. Molti piccoli eventi sono troppo piccoli per apparire nei dati Landsat. Nonostante queste incertezze, i dati satellitari hanno un archivio molto ampio che permette di valutare per bene i cambiamenti.
Il parco nazionale di Yellowstone
Utilizzando questo tipo di analisi, gli scienziati potrebbero essere in grado di vedere se ci sono eventuali collegamenti con le aree all’interno del parco. Ad esempio, due aree che sono state a lungo ritenute collegate, il Norris Geyser Basin e ilMammoth Hot Springs, non hanno mostrato tendenze simili e quindi in realtà non possono essere collegate in alcun modo sotterraneo. L’utilizzo dei satelliti per monitorare i cambiamenti nell’attività geotermica di Yellowstone è ancora nelle sue fasi iniziali, dice Cheryl Jaworowski, geologo del parco. “Abbiamo alcuni numeri iniziali, ma molto lavoro deve essere ancora svolto”. Una cosa che si vuole provare è quella di prendere le immagini Landsat termiche durante la notte per cercare di ridurre la quantità di energia solare che oscura il segnale geotermico. Se si riuscisse a risolvere questo problema si potrebbero avere dati ad alta risoluzione termica. Il prossimo Landsat sarà lanciato nel 2013, e aggiungerà materiale all’archivio già presente. Intanto l’attività di monitoraggio continua.
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